Контрольные вопросы

1. Что такое поляризация?

2. Какие виды поляризации наблюдаются в диэлектриках?

3. Дайте определение и физический смысл диэлектрической проницаемости.

4. Какие виды поляризации относят к мгновенным?

5. Как зависит диэлектрическая проницаемость от температуры и частоты приложенного поля в случае дипольно-релаксационной поляризации? В случае ионной поляризации?

6. Сравните между собой ионную и ионно-релаксационную поляризации.

7. Как подразделяют диэлектрики по видам поляризации?

8. Что такое активные и пассивные диэлектрики? В каких областях техники их используют?

9. Что такое диэлектрические потери?

10. Какой физический смысл тангенса угла диэлектрических потерь?

11. Что такое последовательная и параллельная схемы замещения диэлектрика?

12. Как рассчитать мощность диэлектрических потерь?

13. Какие виды диэлектрических потерь вы знаете?

14. Как зависят диэлектрические потери от температуры среды и частоты приложенного поля?

15. От чего зависит мощность диэлектрических потерь?

16. Что такое диэлектрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь?

17. Методика измерения ε и tgδ.

Лабораторная работа № 2 исследование температурной зависимости удельного сопротивления собственного и примесного полупроводника

Цель работы - изучить влияние температуры и примеси на сопротивление полупроводников.

([I], с. 90-106; [2], с. 229-244)

Методика проведения эксперимента

В работе исследуется собственный и донорный германий. По результатам работы необходимо определить ширину его запрещенной зоны, концентрацию собственных носителей заряда и доноров.

Ширину запрещенной зоны полупроводника можно определить по температурной зависимости сопротивления собственного полупроводника (рис. 2.1).

Известно, что сопротивление собственного полупроводника уменьшается с повышением температуры по экспоненциальному закону:

(2.1)

где ρ_о - удельное сопротивление полупроводника при неограниченно высокой температуре; ΔE - ширина запрещенной зоны; K = 8, 85·10^-5 эВ/К - постоянная Больцмана; Т- абсолютная температура.

Прологарифмируем эту зависимость:

(2.2)

Отсюда следует, что в координатах наблюдается линейная зависимость с угловым коэффициентом

(2.3)

Таким образом, получив экспериментально зависимость ,

необходимо апроксимиро-вать ее прямой линией и определить угловой коэффициент полученной прямой с помощью соотношения

(2.4)

Потом из (2.3) найти ширину запрещенной зоны германия.

Зная, что подвижность электронов в германии при температуре 300 К равняется:μ_n = 3800 см²/(Вּс), а дырок: μ_р = 1800 см²/(Вּс), и считая, что она слабо зависит от температуры, можно определить значения концентрации собственных носителей заряда у германия:

(2.5)

где e = 1,6·10^-19 Кл - заряд электрона.

Для примесного полупроводника, который находится при температуре, которая отвечает участку истощения примеси, можно определить и концентрацию доноров:

(2.6)

Экспериментально зависимость R = f(T) снимают с помощью схемы измерения, показанной на рис. 2.2.

Удельное сопротивление рассчитывают так:

(2.7)

где R - сопротивление проводника; S - площадь его поперечного сечения; l - длина.

Геометрические размеры исследуемых образцов приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

№№ п/п	Германий (образец)	Длина, мм	Размеры поперечного сечения, мм
1	Собственный	10	1,51,3
2	Донорный	5	1,21,4